負(fù)載pa6的植物炭改性聚丙烯的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種負(fù)載PA6的植物炭粉改性聚丙烯的制備方法，該方法采用甲酸溶解PA6并加入多孔性植物炭粉對(duì)PA6甲酸溶液進(jìn)行吸附，蒸發(fā)掉甲酸溶液后，PA6的胺基與炭粉表面羧基、羥基等形成強(qiáng)氫鍵作用，則PA6包覆在植物炭粉表面，形成很好的有機(jī)-無機(jī)剛性顆粒，用于聚丙烯填充后可以起到增韌增強(qiáng)的效果，該方法制備得的改性聚丙烯包括40~80份聚丙烯樹脂、14~50份負(fù)載PA6的植物炭粉、6~8份相容劑和0.3~0.5份抗氧劑，其中所述負(fù)載PA6的植物炭粉由按重量份計(jì)的50~99份植物炭粉和1~50份PA6制備而得。
【專利說明】負(fù)載PA6的植物炭改性聚丙烯的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種聚丙烯改性方法，尤其涉及一種植物炭負(fù)載PA6改性聚丙烯的制 備方法，屬于聚合物改性領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 聚丙烯作為一種密度最輕、力學(xué)和化學(xué)性能均十分優(yōu)異的樹脂，廣泛用于家電、汽 車、運(yùn)動(dòng)器材等行業(yè)。由于其產(chǎn)量大產(chǎn)品較單一，因此根據(jù)各行業(yè)的要求對(duì)其進(jìn)行改性一直 是聚丙烯研究的熱門課題，其中聚丙烯的增韌、增強(qiáng)是研究最多的。
[0003] 傳統(tǒng)意義上的聚丙烯是通過添加橡膠彈性體等低模量的增韌劑來提高其韌性，但 往往提高韌性的同時(shí)會(huì)降低聚丙烯原有的強(qiáng)度和模量。上世紀(jì)80年代人們發(fā)現(xiàn)一些聚合 物復(fù)合體系中，剛性的無機(jī)粒子或剛性聚合物粒子對(duì)剛性的聚合物基體有增韌現(xiàn)象，即所 謂的剛性增韌現(xiàn)象。目前聚丙烯的剛性增韌研究均集中在選用納米級(jí)的無機(jī)剛性填料如碳 酸鈣、滑石粉、云母、高嶺土、硅灰石等來實(shí)現(xiàn)，但實(shí)際上納米級(jí)的無機(jī)填料在加工過程中容 易團(tuán)聚在一起，很難起到增韌的效果。目前常用的另一種增韌方法是采用核-殼結(jié)構(gòu)，如采 用三元乙丙橡膠（EPDM)或POE作為軟殼，用無機(jī)填料如碳酸鈣、滑石粉等做為硬核，此方法 從增韌原理上來說跟傳統(tǒng)增韌增強(qiáng)方法相似，只是增韌劑的結(jié)構(gòu)不同，但此種方法的難點(diǎn) 在于核-殼結(jié)構(gòu)的制備過程較為繁雜且很難保證無機(jī)顆?；蚍垠w表面均能被作殼的物質(zhì) 均勻包覆。此外還有學(xué)者研究采用其他的剛性樹脂如PP〇、HIPS等對(duì)聚丙烯樹脂進(jìn)行增韌 改性，但此種方法中所用改性剛性樹脂的價(jià)格較高，因此在實(shí)際生產(chǎn)中并未得到廣泛的應(yīng) 用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種植物炭負(fù)載PA6改性聚 丙烯的制備方法，該方法制備過程中由PA6和植物炭粉形成了很好的有機(jī)-無機(jī)剛性顆粒， 由該顆粒改性所得聚丙烯的剛性和韌性均有顯著提高。
[0005] 本發(fā)明的原理是采用甲酸溶解PA6成PA6甲酸溶液，加入多孔性的植物炭粉對(duì)PA6 甲酸溶液進(jìn)行吸附，蒸發(fā)掉甲酸溶液后，PA6的胺基與炭粉表面的羧基、羥基等形成強(qiáng)的氫 鍵作用，則PA6包覆在植物炭粉的表面，形成很好的有機(jī)-無機(jī)剛性顆粒，用于聚丙烯填充 后可以起到增韌增強(qiáng)的效果。
[0006] 本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0007] -種負(fù)載PA6的植物炭粉改性聚丙烯的制備方法，包括以下步驟：
[0008] (1)在反應(yīng)釜中加入質(zhì)量百分濃度不小于99%的甲酸溶液，按比例向該甲酸溶液 中加入PA6后，在30(T500r/min的轉(zhuǎn)速下于2(T35°C勻速攪拌直至PA6完全溶解，得到PA6 甲酸溶液；其中所述甲酸溶液和PA6粉末的質(zhì)量比為4~200:1 ;
[0009] (2)在（1)中所制得的PA6甲酸溶液中邊以800?1000
[0010] r/min的速度攪拌邊加入植物炭粉，加料結(jié)束并攪拌3(T60min后于負(fù)壓 20(T600mmHg下進(jìn)行減壓蒸餾回收甲酸，減壓蒸餾的溫度為8(T10(TC，直至甲酸回收率大 于90%后，得到預(yù)處理植物炭粉；將上述所得預(yù)處理植物炭粉干燥后用研磨機(jī)研磨至顆粒 目數(shù)大于2000目后得到負(fù)載PA6的植物炭粉；該負(fù)載PA6的植物炭粉由按重量份計(jì)的 50?99份植物炭粉和1?50份PA6組成；
[0011] (3)將（2)中所制得的負(fù)載PA6的植物炭粉作為增韌劑與聚丙烯樹脂、相容劑和 抗氧劑混合后經(jīng)脫揮型雙螺桿擠出機(jī)造粒得負(fù)載PA6的植物炭粉改性聚丙烯；該負(fù)載PA6 的植物炭粉改性聚丙烯包括以下按重量份計(jì)的各組分：40~80份聚丙烯樹脂、14~50份負(fù)載 PA6的植物炭粉、6~8份相容劑和0. 3~0. 5份抗氧劑；其中所述聚丙烯樹脂的熔融指數(shù)大于 5g/cm3。
[0012] 其進(jìn)一步的技術(shù)方案是：
[0013] 所述植物炭粉為由植物纖維經(jīng)干餾形成的炭粉，該植物炭粉的目數(shù)不小于2000 目且比表面積不小于800 m2/g。
[0014] 所述植物炭粉為竹炭粉、木炭粉、秸桿炭粉和果殼炭粉中的至少一種。
[0015] 所述PA6的特性粘度為2. 5?3. 5dL/g。
[0016] 所述相容劑為偶聯(lián)劑和馬來酸酐接枝聚合物中的至少一種。
[0017] 所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、鋁鈦偶聯(lián)劑和稀土偶聯(lián) 劑中的至少一種。
[0018] 所述馬來酸酐接枝聚合物為POE-g-MAH、PP-g-MAH和PE-g-MAH中的至少一種，且 所述馬來酸酐接枝聚合物中馬來酸酐的接枝率為〇. 8~1. 5%。
[0019] 所述抗氧劑為四[￠- (3,5_二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯和三 [2, 4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯的復(fù)合物。
[0020] 所述四[P _ (3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2, 4-二叔丁 基苯基]亞磷酸酯的復(fù)合質(zhì)量比為:Tl:l。
[0021] 本發(fā)明還提供了一種負(fù)載PA6的植物炭粉改性聚丙烯，其包括以下按重量份計(jì)的 各組分：40~80份聚丙烯樹脂、14~50份負(fù)載PA6的植物炭粉、6~8份相容劑和0. 3~0. 5份抗 氧劑，其中所述負(fù)載PA6的植物炭粉由按重量份計(jì)的50~99份植物炭粉和1~50份PA6制備 而得。
[0022] 本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：該方法采用甲酸溶解PA6并加入多孔性植物炭粉對(duì) PA6甲酸溶液進(jìn)行吸附，蒸發(fā)掉甲酸溶液后，PA6的胺基與炭粉表面羧基、羥基等形成強(qiáng)氫 鍵作用，則PA6包覆在植物炭粉表面，形成很好的有機(jī)-無機(jī)剛性顆粒，用于聚丙烯填充后 可以起到增韌增強(qiáng)的效果，該方法制備得的改性聚丙烯包括40~80份聚丙烯樹脂、14~50份 負(fù)載PA6的植物炭粉、6~8份相容劑和0. 3~0. 5份抗氧劑，其中所述負(fù)載PA6的植物炭粉由 按重量份計(jì)的50?99份植物炭粉和1?50份PA6制備而得。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于 此。
[0024] -、負(fù)載PA6的植物炭粉的制備
[0025] 按照表1所述配方中原料的種類及用量進(jìn)行制備，其制備過程為：在反應(yīng)釜中加 入甲酸溶液，按比例向該甲酸溶液中加入PA6后，在30(T500r/min的轉(zhuǎn)速下于20?35 °C 勻速攪拌直至PA6完全溶解，得到PA6甲酸溶液；在上述所制得的PA6甲酸溶液中邊 以80(Tl000r/min的速度攪拌邊加入植物炭粉，加料結(jié)束并攪拌3(T60min后于負(fù)壓 20(T600mmHg下進(jìn)行減壓蒸餾回收甲酸，減壓蒸餾的溫度為8(T10(TC，直至甲酸回收率大 于90%后，得到預(yù)處理植物炭粉；將上述所得預(yù)處理植物炭粉干燥后用研磨機(jī)研磨至顆粒 目數(shù)大于2000目后得到負(fù)載PA6的植物炭粉。其中攪拌速度、攪拌時(shí)間、攪拌溫度、減壓蒸 餾壓強(qiáng)和溫度等工藝參數(shù)在本發(fā)明規(guī)定范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員均可根據(jù)所采用植物炭粉 的目數(shù)和用量可自行設(shè)定。
[0026] 表1實(shí)施例1-6為負(fù)載PA6的植物炭粉配方

【權(quán)利要求】
1. 一種負(fù)載PA6的植物炭粉改性聚丙烯的制備方法，其特征在于：包括以下步驟： (1) 在反應(yīng)釜中加入質(zhì)量百分濃度不小于99%的甲酸溶液，按比例向該甲酸溶液中加 入PA6后，在30(T500r/min的轉(zhuǎn)速下于2(T35°C勻速攪拌直至PA6完全溶解，得到PA6甲酸 溶液；其中所述甲酸溶液和PA6粉末的質(zhì)量比為4~200:1 ; (2) 在（1)中所制得的PA6甲酸溶液中邊以80(Tl000 r/min的速度攪拌邊加入植物炭粉，加料結(jié)束并攪拌3(T60min后于負(fù)壓20(T600mmHg 下進(jìn)行減壓蒸餾回收甲酸，減壓蒸餾的溫度為8(Γ100?，直至甲酸回收率大于90%后，得到 預(yù)處理植物炭粉；將上述所得預(yù)處理植物炭粉干燥后用研磨機(jī)研磨至顆粒目數(shù)大于2000 目后得到負(fù)載PA6的植物炭粉；該負(fù)載PA6的植物炭粉由按重量份計(jì)的5(Γ99份植物炭粉 和1?50份ΡΑ6組成； (3) 將（2)中所制得的負(fù)載ΡΑ6的植物炭粉作為增韌劑與聚丙烯樹脂、相容劑和抗氧 劑混合后經(jīng)脫揮型雙螺桿擠出機(jī)造粒得負(fù)載ΡΑ6的植物炭粉改性聚丙烯；該負(fù)載ΡΑ6的植 物炭粉改性聚丙烯包括以下按重量份計(jì)的各組分：4(Γ80份聚丙烯樹脂、14~50份負(fù)載ΡΑ6 的植物炭粉、6~8份相容劑和0. 3~0. 5份抗氧劑；其中所述聚丙烯樹脂的熔融指數(shù)大于5g/ cm3。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載PA6的植物炭粉改性聚丙烯的制備方法，其特征在于： 所述植物炭粉為由植物纖維經(jīng)干餾形成的炭粉，該植物炭粉的目數(shù)不小于2000目且比表 面積不小于800 m2/g。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的負(fù)載PA6的植物炭粉改性聚丙烯的制備方法，其特征在于： 所述植物炭粉為竹炭粉、木炭粉、秸桿炭粉和果殼炭粉中的至少一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載PA6的植物炭粉改性聚丙烯的制備方法，其特征在于： 所述PA6的特性粘度為2. 5~3. 5dL/g。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載PA6的植物炭粉改性聚丙烯的制備方法，其特征在于： 所述相容劑為偶聯(lián)劑和馬來酸酐接枝聚合物中的至少一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的負(fù)載PA6的植物炭粉改性聚丙烯的制備方法，其特征在于： 所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、鋁鈦偶聯(lián)劑和稀土偶聯(lián)劑中的至 少一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的負(fù)載PA6的植物炭粉改性聚丙烯的制備方法，其特征在于： 所述馬來酸酐接枝聚合物為P〇E-g-MAH、PP-g-MAH和PE-g-MAH中的至少一種，且所述馬來 酸酐接枝聚合物中馬來酸酐的接枝率為〇. 8~1. 5%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載PA6的植物炭粉改性聚丙烯的制備方法，其特征在于： 所述抗氧劑為四[β - (3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2, 4-二叔丁 基苯基]亞磷酸酯的復(fù)合物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的負(fù)載ΡΑ6的植物炭粉改性聚丙烯的制備方法，其特征在于： 所述四[β - (3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2, 4-二叔丁基苯基] 亞磷酸酯的復(fù)合質(zhì)量比為:Tl:l。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一權(quán)利要求所述的負(fù)載ΡΑ6的植物炭粉改性聚丙烯，其 特征在于：包括以下按重量份計(jì)的各組分：4(Γ80份聚丙烯樹脂、14~50份負(fù)載ΡΑ6的植物 炭粉、6~8份相容劑和0. 3~0. 5份抗氧劑，其中所述負(fù)載ΡΑ6的植物炭粉由按重量份計(jì)的 5(Γ99份植物炭粉和1?50份PA6制備而得。
【文檔編號(hào)】C08K9/10GK104292610SQ201310300136
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2013年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月17日
【發(fā)明者】廖宇濤, 邢宇, 何寶坤 申請(qǐng)人:博富科技股份有限公司